Job - Kubernetes指南

Job 负责批量处理短暂的一次性任务 (short lived one-off tasks)，即仅执行一次的任务，它保证批处理任务的一个或多个 Pod 成功结束。
API 版本对照表
Kubernetes 版本
Batch API 版本
默认开启
v1.5+
batch/v1
是
Job 类型
Kubernetes 支持以下几种 Job：
非并行 Job：通常创建一个 Pod 直至其成功结束
固定结束次数的 Job：设置 .spec.completions，创建多个 Pod，直到 .spec.completions 个 Pod 成功结束
带有工作队列的并行 Job：设置 .spec.Parallelism 但不设置 .spec.completions，当所有 Pod 结束并且至少一个成功时，Job 就认为是成功
根据 .spec.completions 和 .spec.Parallelism 的设置，可以将 Job 划分为以下几种 pattern：
Job 类型
使用示例
行为
completions
Parallelism
一次性 Job
数据库迁移
创建一个 Pod 直至其成功结束
1
1
固定结束次数的 Job
处理工作队列的 Pod
依次创建一个 Pod 运行直至 completions 个成功结束
2+
1
固定结束次数的并行 Job
多个 Pod 同时处理工作队列
依次创建多个 Pod 运行直至 completions 个成功结束
2+
2+
并行 Job
多个 Pod 同时处理工作队列
创建一个或多个 Pod 直至有一个成功结束
1
2+
Job Controller
Job Controller 负责根据 Job Spec 创建 Pod，并持续监控 Pod 的状态，直至其成功结束。如果失败，则根据 restartPolicy（只支持 OnFailure 和 Never，不支持 Always）决定是否创建新的 Pod 再次重试任务。
Job Spec 格式
spec.template 格式同 Pod
RestartPolicy 仅支持 Never 或 OnFailure
单个 Pod 时，默认 Pod 成功运行后 Job 即结束
.spec.completions 标志 Job 结束需要成功运行的 Pod 个数，默认为 1
.spec.parallelism 标志并行运行的 Pod 的个数，默认为 1
spec.activeDeadlineSeconds 标志失败 Pod 的重试最大时间，超过这个时间不会继续重试
一个简单的例子：
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: pi
spec:
  template:
    metadata:
      name: pi
    spec:
      containers:
      - name: pi
        image: perl
        command: ["perl",  "-Mbignum=bpi", "-wle", "print bpi(2000)"]
      restartPolicy: Never
# 创建 Job
$ kubectl create -f ./job.yaml
job "pi" created
# 查看 Job 的状态
$ kubectl describe job pi
Name:        pi
Namespace:    default
Selector:    controller-uid=cd37a621-5b02-11e7-b56e-76933ddd7f55
Labels:        controller-uid=cd37a621-5b02-11e7-b56e-76933ddd7f55
        job-name=pi
Annotations:    <none>
Parallelism:    1
Completions:    1
Start Time:    Tue, 27 Jun 2017 14:35:24 +0800
Pods Statuses:    0 Running / 1 Succeeded / 0 Failed
Pod Template:
  Labels:    controller-uid=cd37a621-5b02-11e7-b56e-76933ddd7f55
        job-name=pi
  Containers:
   pi:
    Image:    perl
    Port:
    Command:
      perl
      -Mbignum=bpi
      -wle
      print bpi(2000)
    Environment:    <none>
    Mounts:        <none>
  Volumes:        <none>
Events:
  FirstSeen    LastSeen    Count    From        SubObjectPath    Type        Reason            Message
  ---------    --------    -----    ----        -------------    --------    ------            -------
  2m        2m        1    job-controller            Normal        SuccessfulCreate    Created pod: pi-nltxv
​
# 使用'job-name=pi'标签查询属于该 Job 的 Pod
# 注意不要忘记'--show-all'选项显示已经成功（或失败）的 Pod
$ kubectl get pod --show-all -l job-name=pi
NAME       READY     STATUS      RESTARTS   AGE
pi-nltxv   0/1       Completed   0          3m
​
# 使用 jsonpath 获取 pod ID 并查看 Pod 的日志
$ pods=$(kubectl get pods --selector=job-name=pi --output=jsonpath={.items..metadata.name})
$ kubectl logs $pods
3.141592653589793238462643383279502...
固定结束次数的 Job 示例
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: busybox
spec:
  completions: 3
  template:
    metadata:
      name: busybox
    spec:
      containers:
      - name: busybox
        image: busybox
        command: ["echo", "hello"]
      restartPolicy: Never
Indexed Job
通常，当使用 Job 来运行分布式任务时，用户需要一个单独的系统来在 Job 的不同 worker Pod 之间分配任务。比如，设置一个工作队列，逐一给每个 Pod 分配任务。Kubernetes v1.21 新增的 Indexed Job 会给每个任务分配一个数值索引，并通过 annotation batch.kubernetes.io/job-completion-index 暴露给每个 Pod。使用方法为在 Job spec 中设置 completionMode: Indexed。
Pod 自动清理
TTL 控制器用来自动清理已经结束的 Pod，如处于 Complete 或 Failed 状态的 Job。Pod 停止之后的 TTL 可以通过 .spec.ttlSecondsAfterFinished 来设置。
注意，该特性要求集群中各节点（包括控制节点）的时间一致，比如在所有节点中运行 NTP 服务。
暂停和重启 Job
从 v1.21 开始，可通过 .spec.suspend 暂停和重启 Job：
apiVersion: batch/v1
kind: Job
metadata:
  name: myjob
spec:
  suspend: true
  parallelism: 1
  completions: 5
  template:
    spec:
      ...
当 Job 暂停后，Job conditions 中会新增一条 Job 暂停的事件：
$ kubectl get jobs/myjob -o yaml
apiVersion: batch/v1
kind: Job
# .metadata and .spec omitted
status:
  conditions:
  - lastProbeTime: "2021-02-05T13:14:33Z"
    lastTransitionTime: "2021-02-05T13:14:33Z"
    status: "True"
    type: Suspended
  startTime: "2021-02-05T13:13:48Z"
Bare Pods
所谓 Bare Pods 是指直接用 PodSpec 来创建的 Pod（即不在 ReplicaSets 或者 ReplicationCtroller 的管理之下的 Pods）。这些 Pod 在 Node 重启后不会自动重启，但 Job 则会创建新的 Pod 继续任务。所以，推荐使用 Job 来替代 Bare Pods，即便是应用只需要一个 Pod。
参考文档
​Jobs - Run to Completion​

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大纲

API 版本对照表

Job 类型

Job Controller

Job Spec 格式

Indexed Job

Pod 自动清理

暂停和重启 Job

Bare Pods

参考文档